DE102005041609A1 - Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen angegeben, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Ausbilden eines Photoresists auf einem Teil der Oberfläche eines Substrats, Ausbilden einer Metallschicht auf der Oberfläche des Substrats, nachdem das Photoresist ausgebildet wurde; Entfernen eines Teils der Metallschicht; Entfernen eines Metalloxidfilms, der sich beim Entfernen eines Teils der Metallschicht auf der Oberfläche der Metallschicht gebildet hat; und Entfernen des Photoresists. Durch dieses Verfahren kann der Kontaktwiderstand auf den Oberflächen der elektrischen Bauteile vermindert werden.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen und insbesondere Herstellungsverfahren, mit denen der Kontaktwiderstand auf der Oberfläche eines elektrischen Bauteils vermindert werden kann.
- Früher wurde eine Lithographie unter Verwendung von ultravioletter Strahlung verwendet, um feine elektrische Bauteile aus Metallen wie etwa Ni (Nickel) und Ni-Legierungen durch Galvanoformung herzustellen. In den letzten Jahren hat man sich aufgrund des steigenden Bedarfs an elektrischen Bauteilen mit höherer Präzision und kleineren Abmessungen verstärkt dem so genannten LIGA-Prozess (Lithographie-Galvanoformung-Abformung) zugewandet, in dem die Techniken der Lithographie, der Galvanisierung wie etwa der Galvanoformung und des Gusses kombiniert sind. Mithilfe des LIGA-Prozesses können elektrische Bauteile mit Größen im Mikrometerbereich hergestellt werden, insbesondere durch eine Röntgenlithographie unter Verwendung einer Synchrotronstrahlung (SR).
- Ein Beispiel für die Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen durch den LIGA-Prozess unter Verwendung der Röntgenlithographie wird im Folgenden beschrieben.
- Zuerst wird ein Photoresist über eine gesamte Oberfläche eines leitenden Substrats aus Ni oder ähnlichem aufgetragen. Dann wird eine Maske mit einer darin vorgesehenen Musterung in einer bestimmten Form auf der Oberfläche des Photoresists platziert, und es wird SR von einer Position über der Maske ausgestrahlt. Weil das Photoresist an den Stellen, an denen das SR-Licht einstrahlt, entfernt wird, wird das Photoresist folglich in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Form gemustert, wodurch eine Masterform gebildet wird. Auf diese Weise wird die Röntgenlithographie bewerkstelligt. Indem dann eine Galvanoformung unter Verwendung der Masterform durchgeführt wird, wird eine Metallschicht auf der Oberfläche des Substrats abgelagert, die freigelegt wird, ohne dass das Photoresist geformt wird. In diesem Fall wird die Galvanoformung unter Verwendung der Masterform durchgeführt, indem die Masterform als eine Kathode in ein Galvanoformungsbad eingetaucht wird, wobei ein Metall zum Ausbilden einer Metallschicht hinzugefügt wird, und indem ein elektrischer Strom zwischen der Masterform und einer Anode angelegt wird, die separat zu der Masterform in dem Galvanoformungsbad eingetaucht ist. Dann wird die Metallschicht teilweise entfernt, indem der bei der Galvanoformung übermäßig abgelagerte Teil poliert wird. (Siehe zum Beispiel „Application of Nickel Electro-forming for Micromachining by Manabu Yasui, Yasuo Hirabayashi und Hiroyuki Fujita" in „Hyomen Gijutu" 2001, Vol. 52, Nr. 11, auf den Seiten 734–735.) (Hinweis: „Hyomen Gijutu" bedeutet auf Deutsch Oberflächentechnologie.) Danach wird das Photoresist durch eine Plasmaveraschung unter Verwendung einer Gasmischung aus Carbontetrafluorid (CF4) und Sauerstoff (O2) entfernt und wird die Metallschicht derart von dem Substrat entfernt, dass ein elektrisches Bauteil fertig gestellt wird.
- Bei einem mittels des vorstehenden Verfahrens hergestellten elektrischen Bauteil ergibt sich jedoch das Problem, dass der Kontaktwiderstand der Oberfläche hoch ist. Durch umfangreiche Untersuchungen zu diesen Problem haben die Erfinder herausgefunden, dass sich ein Metalloxidfilm auf der Oberfläche der Metallschicht dort bildet, wo der übermäßige Teil durch das oben genannte Polieren entfernt wurde, und dass während der Plasmaveraschung des Photoresists der Metalloxidfilm (MOx; M steht für Metall und x ist eine Ganzzahl) eine Reaktion mit dem Wasserstofffluorid (HF) verursacht, das ein Abbauprodukt des Veraschungsgases ist, sodass MOx + 2xHF → MF2x + xH2O, wobei sich ein Metallfluoridfilm, der durch die chemische Formel MF2x wiedergegeben wird, auf der Oberfläche der Metallschicht bildet. Weil der Metallfluoridfilm so kompakt und starr ist, dass er nur schwer entfernt werden kann, besteht ein Bedarf für ein Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen, bei dem sich kein Metallfluoridfilm auf den Oberflächen der elektrischen Bauteile bildet.
- Angesichts der vorstehend geschilderten Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren anzugeben, bei dem der Kontaktwiderstand auf der Oberfläche von elektrischen Bauteilen vermindert ist.
- Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen an, das einen Schritt zum Ausbilden eines Photoresists auf einem Teil der Oberfläche des Substrats, einen Schritt zum Ausbilden einer Metallschicht auf der Oberfläche des Substrats, nachdem das Photoresist ausgebildet wurde, einen Schritt zum Entfernen eines Teils der Metallschicht, einen Schritt zum Entfernen eines Metalloxidfilms, der sich beim Entfernen eines Teils der Metallschicht auf der Oberfläche der Metallschicht gebildet hat, und einen Schritt zum Entfernen des Photoresists umfasst.
- Bei dem Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen gemäß der Erfindung kann die Metallschicht auf der Oberfläche des Substrats durch eine Galvanoformung ausgebildet werden.
- Bei dem Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen gemäß der Erfindung kann das Photoresist in einem Zustand entfernt werden, in dem ein Oxidationsverhinderungsglied auf der Oberfläche der Metallschicht nach dem Entfernen des Metalloxidfilms vorgesehen wurde.
- Bei dem Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Metallschicht aus einem Metall einschließlich von Nickel und/oder Eisen bestehen.
- Bei dem Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen gemäß der Erfindung kann ein Schritt zum Galvanisieren mit Palladium, mit einer Legierung einschließlich von Palladium und Kobalt oder mit Rhodium auf der Oberfläche der Metallschicht nach dem Schritt zum Entfernen des Photoresists durchgeführt werden.
- Der Schritt zum Entfernen des Photoresists in dem Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen gemäß der vorliegenden Erfindung kann bewerkstelligt werden, indem eine Veraschung unter Verwendung von einem Gas durchgeführt wird, das eine Fluorverbindung enthält.
- Weil bei dem Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen gemäß der vorliegenden Erfindung kein Metallfluoridfilm auf der Oberfläche der Metallschicht gebildet wird, wenn der beim Polierens der Metallschicht gebildete Metalloxidfilm entfernt wird, kann eine gute Galvanisierung auf den Oberflächen der elektrischen Bauteile durchgeführt werden, wodurch der Kontaktwiderstand auf den Oberflächen der elektrischen Bauteile vermindert werden kann.
-
1 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für einen gewünschten Zustand zeigt, in dem ein Photoresist auf der Oberfläche eines Substrats gemäß der vorliegenden Erfindung aufgetragen ist. -
2 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem SR-Licht gestrahlt wird, nachdem eine Maske auf der Oberfläche des Photoresists von1 vorgesehen wurde. -
3 ist eine schematische Schnittansicht, die ein vorteilhaftes Beispiel einer Masterform in der vorliegenden Erfindung zeigt. -
4 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Galvanoformung unter Verwendung der Masterform von3 zeigt. -
5 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel eines gewünschten Zustands zeigt, in dem eine Metallschicht auf der Masterform von3 abgelagert ist. -
6 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel eines gewünschten Zustands zeigt, in dem sich Metalloxidfilme auf den Oberflächen der Metallschicht von5 gebildet haben. -
7 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel eines vorteilhaften Zustands zeigt, in dem die Metalloxidfilme von6 entfernt wurden. -
8 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel eines vorteilhaften Zustands zeigt, in dem das Photoresist von7 entfernt wurde. -
9 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel eines vorteilhaften Zustands zeigt, in dem die Metallschichten von8 von dem Substrat entfernt wurden. -
10 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel eines vorteilhaften Zustands zeigt, in dem die Metalloxidfilme von den Metallschichten auf der Oberfläche des Substrats gemäß der vorliegenden Erfindung entfernt wurden. -
11 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel eines vorteilhaften Zustands zeigt, in dem die Oxidationsverhinderungsglieder auf den Oberflächen der Metallschichten von10 vorgesehen sind. -
12 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel eines vorteilhaften Zustands zeigt, in dem das Photoresist von11 entfernt wurde. -
13 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel eines vorteilhaften Zustands zeigt, in dem die Metallschichten von12 von dem Substrat entfernt wurden. - Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen geben gleiche Bezugszeichen jeweils identische oder entsprechende Teile an.
- Im Folgenden wird eine erste bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen von elektrischen Bauteilen gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Zuerst wird wie schematisch in der Schnittansicht von
1 gezeigt, ein Photoresist2 auf der gesamten Oberfläche eines leitenden Substrats1 aufgetragen. In diesem Fall kann das Substrat1 ein elektrisch leitendes Substrat aus Edelstahl, Kupfer, Aluminium usw. sein, wobei es sich aber auch um ein Substrat handeln kann, in dem eine leitende Schicht durch das Aufsprühen von Titan, Aluminium, Kupfer oder einer Legierung dieser Metalle auf ein nicht elektrisch leitendes Substrat aus Silicium, Glas usw. ausgebildet ist. Als Photoresist kann zum Beispiel ein Kunstharz wie etwa Polymethylmethacrylat (PMMA) verwendet werden, das Kohlenstoff und Wasserstoff enthält. - Nachdem dann wie in der schematischen Schnittansicht von
2 gezeigt eine Maske3 mit Öffnungen in einem gewünschten Muster auf der Oberfläche des Photoresists2 platziert wurde, werden Röntgenstrahlen4 von einer Position über der Maske3 gestrahlt. Dann werden wie in der schematischen Schnittansicht von3 gezeigt die durch die Röntgenstrahlen bestrahlten Teile des Photoresist2 entfernt, wodurch eine Masterform5 vorbereitet wird, bei der das Photoresist2 auf einem Teil der Oberfläche des Substrats1 vorhanden ist. - Dann wird wie in dem schematischen Diagramm von
4 gezeigt, die als Kathode verwendete Masterform zusammen mit einer Anode9 aus zum Beispiel Nickel in eine elektrolytische Lösung7 mit Metallionen in einem Galvanoformungsbad8 getaucht. Indem dann ein elektrischer Strom zwischen diesen Elektroden angelegt wird, um eine Galvanoformung durchzuführen, werden die Metallionen in der elektrolytischen Lösung7 reduziert, sodass Metallablagerungen auf dem Substrat1 und wie in der schematischen Schnittansicht von5 gezeigt eine Metallschicht6 auf der Oberfläche des Substrats1 ausgebildet wird. Nachdem dann die Masterform aus dem Galvanoformungsbad herausgenommen wurde, wird ein Teil der Metallschicht6 durch Polieren entfernt, sodass die Oberfläche der Metallschicht6 dieselbe Höhe aufweist wie die Oberfläche des Photoresists2 . Während dieser Verarbeitung werden Metalloxidfilme10 auf den Oberflächen der Metallschichten6 wie in der schematischen Schnittansicht von6 gezeigt gebildet. Es ist anzunehmen, dass der Sauerstoff in der Atmosphäre und das Metall an den Oberflächen der Metallschichten6 miteinander kombinieren, sodass sich Metalloxidfilme10 bilden. - Dann werden die Metalloxidfilme
10 auf der Oberfläche der Metallschichten6 von6 wie in der schematischen Schnittansicht von7 gezeigt entfernt. In diesem Fall können die Metalloxidfilme10 zum Beispiel chemisch durch eine starke Säure mit einem pH-Wert von 1 oder weniger, eine Fluorwasserstoffsäure, eine organische Säure, eine Ethylendiamintetra-Essigsäure (EDTA), eine quaternäre Ammoniakimidverbindung, oder eine Mischung aus Ammoniak und Wasserstoffperoxid (eine Lösung, die durch das Mischen von Ammoniakwasser mit Wasserstoffperoxidwasser erhalten wird), usw. entfernt werden bzw. physikalisch durch Ätzen entfernt werden. Es ist auch möglich, die Metalloxidfilme10 durch ein elektrisches Polieren in einer gelösten Schwefelsäure oder durch ein elektromechanisches Verfahren zu entfernen, bei dem eine Spannung zwischen einer Elektrode und der Metallschicht6 , auf der sich der Metalloxidfilm10 gebildet hat und die als zweite Elektrode verwendet wird, mit einem Pegel angelegt wird, der kein Eluieren der Metallschicht6 verursacht. - Indem dann zum Beispiel eine Veraschung mittels eines Plasmas unter Verwendung eines Gases durchgeführt wird, das Sauerstoff und eine Fluorverbindung wie etwa Carbontetrafluorid oder Xenonfluorid enthalt, wird das Photoresist
2 auf dem Substrat1 wie in der schematischen Schnittansicht von8 gezeigt entfernt. Weil in diesem Fall kein Metalloxidfilm auf der Oberfläche der Metallschicht6 vorhanden ist, wird kein Metallfluoridfilm durch eine Reaktion zwischen dem Metalloxidfilm und HF gebildet, das ein Auflösungsprodukt des für die Veraschung verwendeten Gases ist. Danach werden wie in der schematischen Schnittansicht von9 gezeigt, die Metallschichten6 von dem Substrat1 entfernt. Auf diese Weise werden die elektrischen Bauteile (Metallschichten6 ) der vorliegenden Erfindung erhalten. Bei den elektrischen Bauteilen der vorliegenden Erfindung, in denen kein Metallfluoridfilm gebildet wird, kann der Kontaktwiderstand an den Oberflächen der elektrischen Bauteile reduziert werden. - Die elektrischen Bauteile, die wie oben beschrieben gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, sind zum Beispiel Kontaktfühler, Mikrosteckverbindungen, Miniaturrelais und verschiedene Sensorteile. Weitere Beispiele für elektrische Bauteile, die durch die vorliegende Erfindung erhalten werden können, sind Kondensatoren, Spulen, elektromechanische Hochfrequenzsysteme (RFMEMS) wie etwa Arrays oder Antennen, optische MEMS-Glieder, Tintenstrahlköpfe, Elektroden in einem Biosensor oder MEMS-Glieder (Elektroden usw.).
- Wenn die Metallschicht
6 aus Nickel und/oder Eisen ausgebildet ist, kann die vorliegende Erfindung vorteilhaft angewendet werden, weil sich dabei einfach ein Metalloxidfilm10 nach dem Polieren der Metallschicht6 bildet. Nickel und/oder Eisen enthaltende Metalle sind zum Beispiel Nickel, eine Legierung aus Nickel und Mangan (Ni-Mn-Legierung), eine Legierung aus Nickel und Eisen (Ni-Fe-Legierung), eine Legierung aus Nickel und Kobalt (Ni-Co-Legierung), eine Legierung aus Nickel und Chrom (Ni-Cr-Legierung), eine Legierung aus Eisen und Chrom (Fe-Cr-Legierung) und eine Legierung aus Nickel, Eisen und Chrom (Ni-Fe-Cr-Legierung). - In der vorliegenden Erfindung kann ein Metall wie Palladium, eine Legierung aus Palladium und Kobalt oder Rhodium durch eine Galvanisierung oder eine nicht-elektrische Metallisierung auf der Oberfläche der Metallschicht
6 in einem Zustand vorgesehen werden, in dem die Metallschicht6 auf dem Substrat1 ausgebildet wurde, oder nachdem die Metallschicht6 von dem Substrat1 entfernt wurde. Wenn die oben genannten Metalle durch eine Galvanisierung aufgetragen werden, ohne dass der Metalloxidfilm10 auf der Oberfläche der Metallschicht6 entfernt wurde, kann die Galvanisierung manchmal nicht bewerkstelligt werden, weil ein Leitungsfehler aufgrund der Bildung eines Metallfluoridfilms vorliegt. Und selbst wenn die Galvanisierung durchgeführt werden kann, weist der resultierende Schichtfilm Unregelmäßigkeiten auf. Bei einer nicht-elektrischen Metallisierung wird die Haftung des Schichtfilms aufgrund des Vorhandensein des Metallfluoridfilms beeinträchtigt. Wenn jedoch der Schritt zum Entfernen des Metalloxidfilms10 auf der Oberfläche der Metallschicht6 wie in der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, kann ein Schichtfilm durch eine Galvanisierung oder eine nicht-elektrische Metallisierung mit den oben genannten Metallen ausgebildet werden, der eine hohe Haftung ohne Unregelmäßigkeiten aufweist, weil kein Metallfluoridfilm auf der Oberfläche der Metallschicht6 vorhanden ist. - Mit Bezug auf die Zeichnungen wird im Folgenden eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Herstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in der schematischen Schnittansicht von
10 gezeigt sind die Herstellungsschritte bis zu dem Schritt zum Entfernen des Metalloxidfilms auf der Oberfläche der Metallschicht6 die gleichen wie in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform. Dann werden wie in der schematischen Schnittansicht von11 gezeigt Oxidationsverhinderungsglieder11 auf den Flächen der Metallschichten6 vorgesehen. Die Oxidationsverhinderungsglieder11 können beliebig gewählt werden, solange sie eine Oxidation auf der Oberfläche der Metallschicht6 verhindern können; zum Beispiel können die Oxidationsverhinderungsglieder11 durch eine Galvanisierung mit einem Metall wie etwa Kupfer ausgebildet werden. - Wie in der schematischen Schnittansicht von
12 gezeigt, wird das Photoresist2 auf dem Substrat1 entfernt, indem eine Veraschung mittels eines Plasmas unter Verwendung eines Gases durchgeführt wird, das Sauerstoff und eine Fluorverbindung wie etwa Carbontetrafluorid oder Xenonfluorid enthält. Weil in diesem Fall die Oxidationsverhinderungsglieder11 auf den Oberflächen der Metallschichten6 vorgesehen sind, bilden sich keine Metallfluoridfilme auf den Oberflächen der Metallschichten6 . Danach werden die Oxidationsverhinderungsglieder11 von der Oberfläche der Metallschichten entfernt. Die Oxidationsverhinderungsglieder11 können entfernt werden, indem sie in eine Mischung aus Ammoniak und Wasserstoffperoxid, eine Lösung aus Schwefelsäure und Ammoniak, in eine Ammoniaklösung usw. getaucht werden. Dann werden wie in der schematischen Schnittansicht von13 gezeigt die Metallschichten6 von dem Substrat1 entfernt und werden die elektrischen Bauteile (Metallschichten6 ) der vorliegenden Erfindung erhalten. Weil keine Metallfluoridfilme auf den Oberflächen der derart gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltenen elektrischen Bauteile vorhanden sind, kann der Kontaktwiderstand auf den Oberflächen der elektrischen Bauteile reduziert werden. - Auf eine Beschreibung der anderen Teile der zweiten Ausführungsform wird hier verzichtet, weil diese identisch wie in der ersten Ausführungsform sind.
- Im Folgenden wird ein erstes Beispiel für die Herstellung eines elektrisches Bauteils gemäß der vorliegende Erfindung beschrieben.
- Ein Photoresist aus PMMA wurde auf der gesamten Oberfläche eines Substrats aus Edelstahl aufgetragen, wobei dann nach dem Strahlen einer Synchrotron-Röntgenstrahlung (SR) auf einen Teil des Photoresists der bestrahlte Teil des Photoresists entfernt wurde, um die Oberfläche des Substrats freizulegen, wodurch ein Photoresist mit Öffnungen an den entfernten Teilen mit einer Breite von 60 μm, einer Länge von 1 mm und einer Tiefe von 60 μm vorgesehen wurde.
- Die auf diese Weise vorbereitete Masterform wurde dann als Kathode verwendet, und eine Nickelplatte wurde als Anode verwendet, wobei beide Elektroden in eine elektrolytische Lösung mit einem pH-Wert von 4,0 und der folgenden Zusammensetzung in einem Galvanisierungsbad getaucht wurden. Die Galvanoformung wurde durchgeführt, während die elektrolytische Lösung auf einer Temperatur von 60°C gehalten wurde und ein elektrischer Strom mit einer elektrischen Stromdichte von 4 A/dm2 zwischen den Elektroden angelegt wurde. Bei der folgenden Notatian der Bestandteile der elektrolytischen Lösung ist jeweils die Masse oder das Volumen jedes Bestandteils pro Liter der elektrolytischen Lösung angegeben. Der Rest der elektrolytischen Lösung neben den in der Zusammensetzung genannten Bestandteilen ist Wasser.
- Nickelsulfamat: 600 g/l
- Nickelchlorid: 10 g/l
- Borsäure: 40 g/l
- Nach dem Ablagern einer Nickelschicht auf dem Substrat durch das oben beschriebene Galvanoformen, wurden die Oberfläche der Nickelschicht und die Oberfläche des Photoresists durch Polieren und Entfernen der über die Höhe der Oberfläche des Photoresists vorstehenden Nickelteile auf dieselbe Höhe gebracht. Dann wurde ein auf dem Markt erhältliches stark saures Oberflächenbehandlungsmittel („KOKEISAN RP" von der Kizai Corporation) auf die Oberfläche der Nickelschicht aufgetragen, wodurch der beim Polieren der Oberfläche der Nickelschicht entstandene Nickeloxidfilm entfernt wurde. Dann wurde unter Verwendung einer Gasmischung, in der das Volumenverhältnis zwischen dem Sauerstoff und dem Carbontetrafluorid gleich 1:1 war, eine Veraschung unter den folgenden Bedingungen durchgeführt, um das Photoresist zu entfernen.
- Druck der Gasmischung: 0,5 torr
- Elektrische Leistung: 100 W
- Verarbeitungszeit: 200 Minuten
- Nach der vorstehend beschriebenen Veraschung wurden die Oberflächen der nach dem Entfernen der Nickelschichten von dem Substrat erhaltenen elektrischen Bauteile einer AES-Anaylse (Auger Electron Spectrscopy) unterworfen, wobei kein Fluor festgestellt wurde. Indem eine Galvanisierung unter den folgenden Galvanisierungsbedingungen auf den Oberflächen der elektrischen Bauteile durchgeführt wurde, wurden zufrieden stellende Rhodiumfilme auf den gesamten Oberflächen ausgebildet. Diese Ergebnisse belegen, dass in diesem Beispiel eine Bildung von Nickelfluorid-Dünnfilmen verhindert wurde, wobei elektrische Bauteile mit einem zufrieden stellenden Rhodiumfilm ohne Unregelmäßigkeiten erhalten wurden. Bei den folgenden Galvanisierungsbedingungen besteht das Galvanisierungsbad neben den genannte Bestandteilen aus Wasser.
- Galvanisierungsbad: Schwefelsäure-Rhodium 1,5 g/l; Schwefelsäure 20 ml/l
- Badtemperatur: 50°C
- Elektrische Stromdichte: 2 A/dm2
- Anode: Platinplatte
- Zeit: 100 Sekunden
- Im Folgenden wird ein zweites Beispiel für die Herstellung eines elektrisches Bauteils gemäß der vorliegende Erfindung beschrieben.
- In ähnlicher Weise wie in dem ersten Beispiel wurde nach dem Ablagern einer Nickelschicht durch das Galvanoformen auf einem Edelstahlsubstrat einer Masterform die Nickelschicht poliert, sodass sie dieselbe Höhe aufweist wie die Oberfläche des Photoresists. Nachdem dann ein Nickeloxidfilm auf der Oberfläche der Nickelschicht unter Verwendung desselben Oberflächenbehandlungsmittels wie in dem ersten Beispiel entfernt wurde, wurde ein Kupferfilm mit einer Dicke von 3 μm als Oxidationsverhinderungsglied auf der Oberfläche der Nickelschicht ausgebildet. Daraufhin wurde das Photoresist entfernt, indem eine Veraschung unter denselben Bedingungen wie in dem ersten Beispiel durchgeführt wurde.
- Das nach der oben genannten Veraschung erhaltene Substrat wurde in einer Mischung aus Ammoniak und Wasserstoffperoxid eingetaucht, um nur den Kupferfilm auf der Oberfläche der Nickelschicht zu lösen.
- Danach wurden die durch das Entfernen der Nickelschichten von dem Substrat wie in dem ersten Beispiel erhaltenen elektrischen Bauteile einer AES-Analyse unterworfen, wobei kein Fluor festgestellt wurde. Weiterhin wurde eine Galvanisierung unter denselben Bedingungen wie in dem ersten Beispiel durchgeführt, wobei eine zufrieden stellende Galvanisierung auf den gesamten Oberflächen bewerkstelligt werden konnte. Anhand dieser Ergebnisse konnte auch in diesem Beispiel bestätigt werden, dass die Bildung eines Nickelfluoridfilms verhindert wurde und dass elektrische Bauteile mit einem zufrieden stellenden Galvanisierungsfilm ohne Unregelmäßigkeiten erhalten wurden.
- Im Folgenden wird ein erstes Vergleichsbeispiel für die Herstellung eines elektrischen Bauteils beschrieben.
- In dem ersten Vergleichsbeispiel wurden elektrische Bauteile durch dasselbe Verfahren wie in dem ersten Beispiel hergestellt, wobei jedoch ein auf der Oberfläche der Nickelschicht gebildeter Nickeloxidfilm nicht durch Polieren entfernt wurde. Als die elektrischen Teile einer AES-Analyse wie in dem ersten Beispiel unterworfen wurden, wurde ein Fluor mit einer Dicke von ungefähr 2 nm auf der Oberfläche der elektrischen Bauteile festgestellt.
- Weiterhin wurde bei der Durchführung einer Galvanisierung auf diesen elektrischen Bauteilen unter denselben Bedingungen wie in dem ersten Beispiel kein Rhodiumfilm auf der Oberfläche ausgebildet, die der ansonsten polierten Oberfläche der Nickelschicht nach dem Galvanoformen entspricht.
- Im Folgenden wird ein zweites Vergleichsbeispiel für die Herstellung eines elektrischen Bauteils beschrieben.
- In gleicher Weise wie in dem ersten Vergleichsbeispiel wurden Proben 1 bis 6 wie in der Tabelle I angegeben bis zu der Veraschung vorbereitet, wobei sie dann einer Vorgalvanisierungsbehandlung unter Verwendung verschiedener Oberflächenbehandlungsmittel wie in Tabelle I angegeben unterworfen wurden. Daraufhin wurde versucht, den auf den Oberflächen der Metallschichten gebildeten Nickelfluorid-Dünnfilm zu entfernen. Dann wurden die Proben nach der Vorgalvanisierungsbehandlung einer Galvanisierung unter denselben Bedingungen wie in dem ersten Beispiel unterworfen. Die Tabelle 1 gibt die Bedingungen der Vorgalvanisierungsbehandlung und die Ergebnisse der Galvanisierung an. In der Tabelle 1 steht „%" für den Prozentsatz des Massenanteils, steht „Behandlungstemperatur" für die Temperatur des entsprechenden Oberflächenbehandlungsmittels und steht „Behandlungszeit" für die Zeitdauer, während welcher die Nickelschichten in die entsprechenden Oberflächenbehandlungsmittel eingetaucht wurden. Weiterhin gibt das Symbol „x" in der Spalte des Galvanisierungsergebnisses der Tabelle I an, dass keine Galvanisierung bewerkstelligt werden konnte.
- Tabelle I
-
- Wie in der Tabelle I angegeben, konnte bei keiner der Proben eine zufrieden stellende Galvanisierung erhalten werden, wobei keine Nickelfluoridfilme entfernt werden konnten.
- Es ist zu beachten, dass die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele alle beispielhaft und nicht einschränkend sind. Der Erfindungsumfang wird durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente und nicht durch die vorstehende Beschreibung definiert.
Claims (6)
- Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen, das folgende Schritte umfasst: Ausbilden eines Photoresists auf einem Teil der Oberfläche eines Substrats, Ausbilden einer Metallschicht auf der Oberfläche des Substrats, nachdem das Photoresist ausgebildet wurde, Entfernen eines Teils der Metallschicht, Entfernen eines Metalloxidfilms, der sich beim Entfernen eines Teils der Metallschicht auf der Oberfläche der Metallschicht gebildet hat, und Entfernen des Photoresists.
- Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht auf der Oberfläche des Substrats durch eine Galvanoformung ausgebildet wird.
- Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Photoresist in einem Zustand entfernt wird, in dem ein Oxidationsverhinderungsglied auf der Oberfläche der Metallschicht nach dem Entfernen des Metalloxidfilms vorgesehen wurde.
- Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht aus einem Metall einschließlich von Nickel und/oder Eisen besteht.
- Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schritt zum Galvanisieren mit Palladium, mit einer Legierung einschließlich von Palladium und Kobalt oder mit Rhodium auf der Oberfläche der Metallschicht nach dem Schritt zum Entfernen des Photoresists durchgeführt wird.
- Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Entfernen des Photoresists durch eine Veraschung unter Verwendung eines Gases durchgeführt wird, das eine Fluorverbindung enthält.
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